蝙蝠是绝无仅有的一种会飞翔的哺乳动物,它们的活动性非常强,会源源不断把病原体带进到它们的群落中。美国罗彻斯特大学的生物学专家指出,这正是蝙蝠能够进化出对如此多的病毒具有免疫力的原因之一。这一现象长期存在,但是从进化的角度来说,这些病毒似乎直到最近才变得“高度流动”,更有可能“侵入”到人口稠密的人类活动区(比如说——城镇)。
一句话总结罗彻斯特大学生物学家最新研究的结论就是:为了对抗新型冠状病毒肺炎,我们最好能够调节我们的免疫系统,使之类似于蝙蝠。
▲新冠病毒菌株示意图
蝙蝠通常被认为是许多影响人类致命病毒的源头,其中包括埃博拉病毒、狂犬病毒以及最近引发冠状病毒大流行的SARS-CoVer-2病毒株(未有定论,只是被认为)。
在遭受到这些病原体侵袭的时候,人类通常会表现出各种不良症状,但是蝙蝠则不同,它们显然能够耐受这些病毒,不仅如此,在耐受诸多病毒的情况下,它们的寿命比之体型相似的陆地哺乳动物而言要长的多。
那么,它们长寿和耐病毒的秘密是什么呢?
根据罗彻斯特大学的生物学专家的研究,蝙蝠的长寿和耐病毒能力可能源自于它们控制炎症的能力,而炎症正是疾病和衰老的标志。在《细胞代谢》杂志上发表的一篇文章中,罗彻斯特大学生物学教授维拉·戈尔布诺瓦和安德烈·赛鲁阿诺夫等研究人员介绍了蝙蝠这种独特能力背后的生物学机制,并概述了这些机制在治疗人类新型疾病中的潜在作用。
为什么蝙蝠对病毒具有免疫能力?
上文所述这份论文的研究灵感来自于戈尔布诺瓦和赛鲁阿诺夫夫妇,在新冠大爆发之前,他们正在新加坡旅游,随着新冠的爆发,他们被困在新加坡,被迫隔离在同行布莱恩·肯尼迪的家中。布莱恩·肯尼迪是新加坡国立大学健康老龄化中心的主任,也是上述论文的合作者。
这三位生物学家都是研究哺乳动物寿命问题的专家,在隔离期间,他们详细谈论了蝙蝠这一物种的独特性。SARS-CoV-2病毒被广泛认为在传染给人类之前就已经出现在蝙蝠种群中。虽然蝙蝠是病毒的携带者,但是它似乎不受病毒的影响。另一个令人费解的点是:一般来说,一个物种的寿命与其体重是直接相关的。
简单可以这样说,一个物种的体重越小,它的寿命就越短,反之亦然。然而,许多种类的蝙蝠其寿命都可以达到30年到40年,这么长的寿命相对于蝙蝠那么小的体型来说是相当令人惊讶的。
▲相比相近体重的其他哺乳动物,蝙蝠绝对称得上长寿明星
罗彻斯特大学的生物学教授多丽丝·约翰斯·绮丽表示她们对蝙蝠的长寿和抗病性感兴趣已经不是一天两天了,但是他们“没时间坐下来认真思考这个问题”,毕竟在此前蝙蝠所携带的病毒还没有带来如此惊人的大流行。
被隔离让这些生物学家们有更多的时间来思考这个很有意义的问题,他们开始意识到可能对于蝙蝠来说,其长寿命与它的抗病能力之间有着非常紧密的联系。甚至,这种独特的联系还有可能为人类治疗疾病提供某些线索!
虽然在此前的研究中已经有了不少关于蝙蝠的免疫反应和蝙蝠长寿的研究,但是直到本文所述的这篇文献面世之前,还没有人尝试将这两种现象结合在一起来看。
戈尔布诺瓦和赛鲁阿诺夫研究了其他特别长寿的动物的寿命与抗病能力特点,包括裸鼹鼠。他们研究的一个共同主题是:炎症是衰老过程和与年龄有关的疾病的标志。其中包括癌症、老年痴呆和心血管疾病。包括新型冠状病毒肺炎在内的病毒是引发炎症的一种因素。
▲蝙蝠独特的免疫系统
戈尔布诺瓦认为对于新冠肺炎来说,其引发的炎症可能会失控,所以他认为可能是炎症反应导致了某些病例的死亡,而不是病毒本身。人类的免疫系统就是这样运作的:一旦我们被感染病原体,我们的身体就会发出警报,从而导致发烧和发炎。我们身体作出反应的目的是杀死病毒和抵抗感染,但是这也可能是有害的——因为我们的身体可能会对这种威胁“反应过度”。
蝙蝠就不一样了。与人类不同,蝙蝠已经进化出一种特殊的机制,可以减少病毒的复制,也可以抑制对病毒的免疫反应。其结果就是某种微妙的平衡状态:他们的免疫系统控制了病毒,但同时,也不会触发强烈的炎症反应。
为什么蝙蝠获得了对疾病的耐受力?
按照生物学家的说法,有几个因素可能会导致蝙蝠进化出对抗病毒以及长寿的能力。其中一个因素可能就是——“飞行”。蝙蝠是绝无仅有的一种具有飞行能力的哺乳动物,这种能力要求他们适应体温的迅速上升、新陈代谢的突然激增和分子损伤。这些适应性也很可能有助于对抗疾病。
▲免疫系统的进化实实在在延长了蝙蝠的寿命
另一个因素可能是他们的环境。许多种类的蝙蝠生活在密集的大群体中,紧密地悬挂在洞穴顶部或者树上。这简直是传播病毒和其他病原体的“温床”。
由于蝙蝠经常暴露在病毒之下,所以它们的免疫系统与病原体进行着无休止的“军备竞赛”:病原体会进入机体,而免疫系统则会进化出一种机制来对抗病原体,病原体就会再次进化... ...由此推之,无穷匮也
正是在这种独特的竞赛过程中,病毒们“塑造了”蝙蝠的免疫力和长寿命。
人类能像蝙蝠一样产生抗病能力吗?
生物学家表示这并不是要求人类丢掉自己的口罩,在餐馆和电影院拥挤在一起进行“蝙蝠式”生活。进化过程往往需要数千数万年,而不是几个月。可以说,只是在靠近现代的一段历史中,大多数人口才开始在城市中居住。虽然人类可能正在形成与蝙蝠类似的社会习惯,但是我们还没有进化出蝙蝠那种在病毒出现并迅速传播时能够与其对抗的复杂机制。
▲相比于蝙蝠,人类“群体聚集”活动的进化岁月还短的很
研究人员还发现衰老似乎在人类对新型冠状病毒肺炎的反应中扮演着不利的角色。
事实上,新冠病毒在老年人群体中有着不同的发病机制。年龄可谓是“生与死之间”最关键的一个因素,有必要将衰老视为一个整体的过程,而不是仅仅治疗个别症状。
从这些角度来说,研究蝙蝠的免疫系统将为人类治疗疾病和衰老提供新的靶点。比如说蝙蝠已经突变或者完全消灭了几个与炎症有关的基因,科学家可以开发药物来抑制人体内的这些基因。
此外,如果人们想要预防炎症、延长寿命和规避像新型冠状病毒肺炎这样的致命疾病,人类有两种可选的策略:
- 一种就是完全不接触任何病毒,当然这是不现实的;
- 另一种就是像蝙蝠一样调节我们的免疫系统。
后者,将是未来的重点研究方向之一。